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Registro Completo |
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Biblioteca(s): |
Embrapa Gado de Leite; Embrapa Instrumentação. |
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Data corrente: |
28/09/2022 |
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Data da última atualização: |
28/09/2022 |
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Tipo da produção científica: |
Artigo em Periódico Indexado |
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Autoria: |
COATRINI-SOARES, A.; COATRINI-SOARES, J.; POPOLIN NETO, M.; MELLO, S. S. de; PINTO, D. S. C.; CARVALHO, W. A.; GILMORE, M. S.; PIAZZETTA, M. H. O.; GOBBI, A. L.; BRANDÃO, H. M.; PAULOVICH, F. V.; OLIVEIRA JR, O. N.; MATTOSO, L. H. C. |
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Afiliação: |
LUIZ HENRIQUE CAPPARELLI MATTOSO, CNPDIA. |
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Título: |
Microfluidic E-tongue to diagnose bovine mastitis with milk samples using machine learning with decision tree models. |
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Ano de publicação: |
2022 |
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Fonte/Imprenta: |
Chemical Engineering Journal, v. 451, e138523, 2022. |
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Páginas: |
1 - 9 |
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ISSN: |
1385-8947 |
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DOI: |
https://doi.org/10.1016/j.cej.2022.138523 |
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Idioma: |
Inglês |
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Conteúdo: |
We report an electronic tongue based on impedance spectroscopy to detect Staphylococcus aureus and diagnose bovine mastitis in milk samples. This was achieved with optimized sensing units made with layer-by-layer films and by treating the capacitance data with machine learning algorithms employing decision trees models. These films were made with chitosan, chondroitin sulfate, sericin and gold nanoparticles /sericin, whose molecularlevel interaction with S.aureus depended on the architecture according to PM-IRRAS measurements. The limit of detection in blank milk varied from 3.41 to 2.01 CFU/mL depending on the sensing unit. This sensitivity was complemented with the selectivity provided by combining the electrical responses of the four sensing units. Indeed, with machine learning it was possible to determine multidimensional calibration spaces (MCS) that could generate rules to explain how the milk samples could be discriminated. With a 7-dimension MCS, distinct S. aureus concentrations could be distinguished from possible interferents with a 100 % accuracy. In crude milk samples, 94 % accuracy was obtained with a 6-dimension MCS in multiclass classification for milk from different udders of a mastitis infected cow, including samples diluted 50-fold, in addition to milk from an infected cow treated with Bronopol and from a healthy cow. It is significant that in a ternary classification with these crude milk samples, a 2-dimension MCS could distinguish between milk from an infected cow, treated with Bronopol and from a healthy cow with 100 % accuracy. The combination of electronic tongues and machine learning ? as in this proof-of-concept study - is promising for diagnosis of mastitis at a low cost. MenosWe report an electronic tongue based on impedance spectroscopy to detect Staphylococcus aureus and diagnose bovine mastitis in milk samples. This was achieved with optimized sensing units made with layer-by-layer films and by treating the capacitance data with machine learning algorithms employing decision trees models. These films were made with chitosan, chondroitin sulfate, sericin and gold nanoparticles /sericin, whose molecularlevel interaction with S.aureus depended on the architecture according to PM-IRRAS measurements. The limit of detection in blank milk varied from 3.41 to 2.01 CFU/mL depending on the sensing unit. This sensitivity was complemented with the selectivity provided by combining the electrical responses of the four sensing units. Indeed, with machine learning it was possible to determine multidimensional calibration spaces (MCS) that could generate rules to explain how the milk samples could be discriminated. With a 7-dimension MCS, distinct S. aureus concentrations could be distinguished from possible interferents with a 100 % accuracy. In crude milk samples, 94 % accuracy was obtained with a 6-dimension MCS in multiclass classification for milk from different udders of a mastitis infected cow, including samples diluted 50-fold, in addition to milk from an infected cow treated with Bronopol and from a healthy cow. It is significant that in a ternary classification with these crude milk samples, a 2-dimension MCS could distinguish between milk from an i... Mostrar Tudo |
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Palavras-Chave: |
Impedance spectroscopy; Machine learning; Mastite; Multidimensional calibration space; S aureus; Sensors. |
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Thesagro: |
Bovino; Doença Animal; Gado Leiteiro. |
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Categoria do assunto: |
--
L Ciência Animal e Produtos de Origem Animal |
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Marc: |
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Registro original: |
Embrapa Instrumentação (CNPDIA) |
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Biblioteca |
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| Registros recuperados : 78 | |
| 2. |  | CARVALHO, W. A.; SANTOS, I. K. M.; COSTA, C. H. N.; BARROS, A. M. C. L. Diagnóstico molecular de Leishmaniose visceral em cães (L. chagasi) através do método de PCR. In: ENCONTRO DO TALENTO ESTUDANTIL DA EMBRAPA RECURSOS GENÉTICOS E BIOTECNOLOGIA, 6., 2001, Brasília, DF. Anais: resumos dos trabalhos. Brasília, DF: Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia, 2001. p. 34.| Biblioteca(s): Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia. |
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| 5. | | MEDEIROS, G. X. VIEIRA.; OLIVEIRA, T.; PAIVA, R.; MACHADO, M. A.; MARTINS, M. F.; CARVALHO, W. A. Avaliação do efeito da saliva do carrapato Rhipicephalus microplus sobre a formação de corpúsculos lipídicos em hepatócitos bovinos. In: WORKSHOP DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA DA EMBRAPA GADO DE LEITE, 21., 2018, Juiz de Fora. Anais... Juiz de Fora: Embrapa Gado de Leite, 2018.| Tipo: Artigo em Anais de Congresso |
| Biblioteca(s): Embrapa Gado de Leite. |
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| 7. | | CUNHA FILHO, J. A. da; DOMINGUES, R.; SANTOS, L. R. dos; CARVALHO, W. A.; GASPAR, E. B. Seleção in silico de proteínas de Babesia bigemina candidatas a antígeno para testes imunodiagnósticos In: SIMPÓSIO DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA DA EMBRAPA PECUÁRIA SUL, 11., 2021, Bagé, RS. Resumos... Bagé: Embrapa Pecuária Sul, 2021. p. 16. (Embrapa Pecuária Sul. Eventos técnicos & científicos, 4). Ana Cristina Mazzocato, editora técnica.| Tipo: Resumo em Anais de Congresso |
| Biblioteca(s): Embrapa Pecuária Sul. |
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| 10. | | FONSECA, I.; PINTO, I. S. B.; MENDONÇA, J. F. M.; BRANDAO, H. de M.; GUIMARAES, A. S.; CARVALHO, W. A.; VICCINI, L. F.; MARTINS, M. F. Análise do perfil de expressão dos genes FOXP3 e A2M em úberes extracorpóreos em resposta à Streptococcus agalactiae. In: CONGRESSO INTERNACIONAL DO LEITE, 13., 2015, Porto Alegre. Anais... Juiz de Fora: Embrapa Gado de Leite, 2015. 4 p.| Tipo: Artigo em Anais de Congresso |
| Biblioteca(s): Embrapa Gado de Leite. |
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| 11. | | NASCIMENTO, M. M. A. do; PEREIRA, M. M.; CARVALHO, W. A.; SILVA, S. R. da; GERN, J. C.; GUIMARAES, A. S.; BRANDAO, H. de M. Avaliação da citotoxicidade de nanopartículas de titanato de bário em leucócitos bovinos cultivados em in vitro. In: WORKSHOP DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA DA EMBRAPA GADO DE LEITE, 15., 2015, Juiz de Fora, MG Anais... Juiz de Fora: Embrapa Gado de Leite, 2015. (Embrapa Gado de Leite. Documentos, 176.). 1 p.| Tipo: Resumo em Anais de Congresso |
| Biblioteca(s): Embrapa Gado de Leite. |
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| 13. | | POLONINI, H. C.; BRAYNER, R; RAPOSO, N. R. B.; BRANDÃO, M. A. F.; MOUTON, L.; SIVRY, Y.; CARVALHO, W. A.; GERN, J. C.; BRANDAO, H. de M. Caracterização de micro e nanopartículas de titanato de bário para ensaios de toxicidade. In: WORKSHOP DA REDE DE NANOTECNOLOGIA APLICADA AO AGRONEGÓCIO, 8, 2014, Juiz de fora. Anais... São Carlos: Embrapa Instrumentação; Campo Grande: Embrapa Gado de Corte; Juiz de Fora: Embrapa Gado de Leite, 2014 p. 555-558| Tipo: Artigo em Anais de Congresso |
| Biblioteca(s): Embrapa Gado de Leite. |
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| 15. | | LOURES, A. R. S.; GOMES, M. B.; NEVES, L. F. M.; FERREIRA, S. E.; SILVA, A. S.; COELHO, S. G.; CARVALHO, W. A.; CAMPOS, M. M. O estresse térmico por calor altera a saúde em bezerros leiteiros? In: WORKSHOP DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA DA EMBRAPA GADO DE LEITE, 27., 2023, Juiz de Fora. Anais... Juiz de Fora: Embrapa Gado de Leite, 2024. p. 99-103. (Embrapa Gado de Leite. Eventos Técnicos & Científicos, 2). Pibic/CNPq.| Tipo: Artigo em Anais de Congresso |
| Biblioteca(s): Embrapa Gado de Leite. |
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| 16. | | WELLER, M. M. D. C. A.; FONSECA, I.; BRANDAO, H. de M.; CARVALHO, W. A.; GUIMARAES, A. S.; BRITO, M. A. V. P. e; MARTINS, M. F. Expression of TLR2 gene in the mammary gland perfused and inoculated with Streptococcus agalactiae. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE GENÉTICA, 62., 2016, Caxambu. Resumos... Ribeirão Preto: Sociedade Brasileira de Genética, 2016.| Tipo: Resumo em Anais de Congresso |
| Biblioteca(s): Embrapa Gado de Leite. |
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| 17. | | PEREIRA, M. M.; CARVALHO, W. A.; NASCIMENTO, M. M. A. do; SILVA, S. R. da; GERN, J. C.; GUIMARAES, A. S.; BRANDAO, H. de M. Estudo in vitro dos efeitos de nanopartículas de titanato de bário em leucócitos. In: WORKSHOP DA REDE DE NANOTECNOLOGIA APLICADA AO AGRONEGÓCIO, 8, 2014, Juiz de fora. Anais... São Carlos: Embrapa Instrumentação; Campo Grande: Embrapa Gado de Corte; Juiz de Fora: Embrapa Gado de Leite, 2014. p. 530-534| Tipo: Artigo em Anais de Congresso |
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| 18. | | FERREIRA, S. E.; GOMES, M. B.; NEVES, L. F. M.; LOURES, A. R. S.; SILVA, A. S.; DIAVÃO, J.; COELHO, S. G.; CARVALHO, W. A.; CAMPOS, M. M. Efeitos da amplitude termica nos parâmetros fisiologicos de bezerros nos primeiros 28 dias de idade. In: WORKSHOP DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA DA EMBRAPA GADO DE LEITE PIBIC/CNPQ, 26., 2022, Juiz de Fora. Anais... Juiz de Fora: Embrapa Gado de Leite, 2022. p. 115-119.| Tipo: Artigo em Anais de Congresso |
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| 19. | | ZENI, E.; SILVA, M. R.; SOUZA, G. N. de; RIBEIRO, J. B.; CARVALHO, W. A.; GERN, J. C.; BRANDAO, H. de M.; GUIMARAES, A. S. Efeitos das temperaturas e do tempo de armazenamento das amostras de leite de cabra na contagem de células somáticas. In: CONGRESSO INTERNACIONAL DO LEITE, 13., 2015, Porto Alegre. Anais... Juiz de Fora: Embrapa Gado de Leite, 2015. 4 p.| Tipo: Artigo em Anais de Congresso |
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| 20. | | PEREIRA, E. M. C.; CAMPOS, M. M.; SILVA, A. S.; DAVIÃO, J.; NEVES, L. F. M.; GOMES, M. B.; PRATA, M. C. de A.; CARVALHO, W. A. Desenvolvimento de nanossistemas imunomoduladores para aplicação no controle do carrapato bovino. In: WORKSHOP DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA DA EMBRAPA GADO DE LEITE PIBIC/CNPQ, 26., 2022, Juiz de Fora. Anais... Juiz de Fora: Embrapa Gado de Leite, 2022. p. 101-104.| Tipo: Artigo em Anais de Congresso |
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